环路热管双孔径分布毛细结构的研究进展

双孔径分布毛细结构因在高热流密度下的优异传热性能而被越来越多地应用在环路热管蒸发器中。本文总结了环路热管双孔径分布毛细结构的主要类型、形貌特征、制备工艺及内部传热过程;通过分析孔径分布、芯体厚度、蒸气层厚度及气液界面的薄膜蒸发,探讨了双孔径分布毛细结构的传热机理,并与单孔径毛细结构的传热性能进行了对比;最后综述了双孔径分布毛细结构主要热物性参数的计算模型及试验关联式。

双孔径分布毛细芯有效导热系数实验研究

对环路热管双孔径分布镍芯进行5因素4水平的16组正交化烧结实验研究,测量双孔径分布镍芯的孔隙率和有效导热系数,并与现有的11个多孔介质有效导热系数计算模型进行对比。从控制双孔径镍芯有效导热系数尽可能小的角度,得到由5个烧结参数的最佳水平组成的烧结工艺。结果表明：对双孔径分布镍芯的有效导热系数影响最大的烧结因素是造孔剂含量,其影响指数分别是压制压力和保温时间的1.9和2.2倍;烧结温度和造孔剂尺寸的影响度相当且较小;常用的估算环路热管金属烧结芯有效导热系数的Alexander模型的计算值偏高,Maxwell模型的计算值偏低,在孔隙率为0.5～0.7时,Chernysheva ＆ Maydanik模型与Chaudhary ＆ Bhandari模型计算值的平均值与双孔径分布镍芯的有效导热系数的实验值拟合更好。

炭黑分散法制备双重孔分布的γ-Al_2O_3载体

采用表面活性剂分散炭黑的方法对γ-Al2O3进行扩孔,制备出孔径较大且孔分布集中的γ-Al2O3载体。主要考察了炭黑类型、炭黑用量及炭黑分散性,如分散剂类型、用量、超声时间等对γ-Al2O3孔径分布的影响。结果表明,传统的炭黑扩孔法存在用量大的缺点,采用分散剂结合超声处理的方法可在较低炭黑用量下(<10%)取得良好的扩孔效果,制备出孔径分布集中于6 nm和10～20 nm(或20～30 nm)的γ-Al2O3载体。

二氧化硅气凝胶粉体热导率分析

以二氧化硅气凝胶粉体为研究对象,基于其微观结构研究了内部纳米骨架及纳米孔洞的气固耦合热导率。在考虑二氧化硅气凝胶颗粒堆积的情况下,建立了微米孔径分布的气固耦合传热模型。结合单个二氧化硅气凝胶颗粒的热导率,并考虑了辐射传热对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,推导出了计算二氧化硅气凝胶粉体纳米孔与微米孔并存的双孔径分布情况的等效热导率表达式。把模型计算结果与实验数据进行了比较,分析了粒径和环境压力对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,结果显示,实验测量结果和模型计算结果有着相同的趋势,但模型计算值要略低于实验测量值。